石油套管用37Mn5钢非金属夹杂物的特征研究

对新天钢联合特钢有限公司炼钢厂冶炼的37Mn5钢在各个工序中全氧、氮含量以及显微和大型非金属夹杂物的特征进行了研究。结果表明,LF精炼后氧含量降低了约31.34%,非金属夹杂物的含量降低了18.89%,采用LF精炼的方式对钢液中的非金属夹杂物的去除呈现出显著的效果。在中间包和铸坯内含有较多的包含La、Ce元素的非金属夹杂物,说明在中间包和结晶器内存在严重的卷渣现象。从示踪元素所占比例来看,结晶器保护渣卷渣是铸坯中大型夹杂物的主要来源,其次是中间包覆盖剂、钢包渣和中包包衬,其比例约是66︰44︰37︰14。做好保护浇铸,防止二次氧化是控制37Mn5钢非金属夹杂物的主要手段。

炼钢连铸中的非金属夹杂物控制与去除方法研究

在炼钢连铸领域,非金属夹杂物的控制与去除一直是影响产品质量的核心问题。随着钢铁工业的发展,对高品质、高性能产品的需求不断增加,因此,深入研究非金属夹杂物的分类、形成机制以及相应的控制与去除方法,对于提高炼钢连铸工艺的稳定性和产品质量具有重要意义。文章从夹杂物的类型与来源、形成因素、对炼钢连铸的影响入手,全面剖析控制方法和去除技术,为解决该领域的难题提供全面深入的理论支持和实践指导。

齿轮钢中非金属夹杂物检测方法对比及其对疲劳性能的影响

为了更全面和准确地确定齿轮钢中非金属夹杂物的含量,对现行的两种钢中非金属夹杂物含量的测定方法(传统的标准评级图显微检验法和极值分析法),进行对比检测分析,结果表明,极值分析法评价出的钢中非金属夹杂物的含量较为精准。同时,通过旋转弯曲疲劳试验测定齿轮钢锻坯的疲劳性能,得到与用极值分析法评价的齿轮锻坯中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max所对应的齿轮钢的疲劳极限,当非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)=67.47μm时,钢的疲劳极限为701 MPa;L_(max)=48.90μm时,钢的疲劳极限为1011 MPa;L_(max)=35.88μm时,钢的疲劳极限为1070 MPa,得出通过极值分析法测定的钢中非金属夹杂物的最大预测尺寸L_(max)越小,所对应的钢的疲劳极限值越高。当受疲劳试验时间和试验条件等因素限制而无法进行钢材的疲劳试验时,可通过极值分析法评价钢材中非金属夹杂物的最大预测尺寸L max的值来初步判断所选用钢材的疲劳强度是否能达到要求。

电弧炉冶炼过程中的非金属夹杂物控制方法研究

文章综合评估了非金属夹杂物的来源、特性以及控制方法,提出了针对炉料制备、熔化过程和成品加工的一系列改进措施。这些提议涵盖了原料的初步加工、温度控制、化学添加剂的使用等多个方面,并深入探讨了当前控制方法的局限性,同时展望了未来技术改进的潜在途径。文章目的在于提高电弧炉熔化非金属夹杂物的效率和稳定性,从而提升金属产品的质量,增强其市场竞争力。

长时服役13MnNiMoR钢中非金属夹杂物行为及其影响

对运行14年后因裂纹和非金属夹杂物而被更换的13MnNiMoR钢制电站锅炉汽包下降管接管座进行解剖,通过化学成分分析、力学性能检测、显微组织和缺陷形貌观察,分析非金属夹杂物服役过程中的行为及其影响。结果发现:服役载荷作用下,非金属夹杂物以自身开裂、界面与基体分离或端部形成孔洞等方式成为裂纹源和产生微裂纹,微裂纹相互聚合而形成宏观裂纹;对服役后的材料进行拉伸、冲击试验时,无夹杂物区域呈塑性开裂和扩展,而存在非金属夹杂物的区域,裂纹以非金属夹杂物形核,并以脆性模式开裂和扩展,导致材料的强度和塑韧性较服役前显著降低。

37Mn5钢中的大型非金属夹杂物

采用大样电解、扫描电镜分析等方法研究了37Mn5钢中大型非金属夹杂物的形貌、尺寸和来源。结果表明:钢中大型非金属夹杂物主要来源于结晶器保护渣和脱氧产物,这两种类型的夹杂物分别占总夹杂物含量的50%和30.8%。

钢中非金属夹杂物及其金相检验分析

对钢中非金属夹杂物从来源和化学成分进行了划分,讨论了钢中非金属夹杂物的危害及对钢材强度、塑性、韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性和切削性能的影响。对钢中的非金属杂物如硫化物、氧化物、氮化物和硅酸盐进行金相检验的方法和评级标准进行了论述。

锆脱氧钢中非金属夹杂物的表征及对比分析

全面、准确表征钢中非金属夹杂物特征,有利于发现和认识新夹杂物,也是实现非金属夹杂物的调控和钢材质量提升的前提。分别采用扫描电镜-能谱、拉曼光谱、高分辨率透射电镜和微区X射线衍射等检测方法,结合夹杂物电解萃取技术和图像分析技术,表征了锆脱氧钢中非金属夹杂物形貌、尺寸、数量、分布、成分、晶体结构等特征参数,对比分析了四种夹杂物表征方法的优缺点。结果表明,采用SEM-EDS方法分析锆脱氧钢中夹杂物主要由Zr、O和少量Al元素组成。基于锆氧化物和铝氧化物的化学计量关系,分析得出夹杂物由94%ZrO_(2)和6%Al_(2)O_(3)组成。统计锆脱氧钢中夹杂物尺寸分布,夹杂物的平均尺寸为0.62μm,0.7~0.8μm范围内夹杂物数量最多。采用SEM结合电解萃取夹杂物技术,可以观察到钢中非金属夹杂物的三维形貌。采用EDS方法可以逐一定性分析夹杂物中元素组成和元素分布情况,结合夹杂物的化学计量关系,可以定量分析具有单一价态夹杂物的成分。但是,对于价态种类较多和价态不明的非金属夹杂物,仅采用EDS方法不能准确分析得出夹杂物的物相和成分。采用拉曼光谱结合电解萃取夹杂物技术,检测到锆脱氧钢中存在单斜相二氧化锆。通过TEM衍射花样标定及能谱分析单个夹杂物,检测到有单斜相的二氧化锆。采用微区X射线衍射法结合电解萃取夹杂物技术,检测到单斜相与四方相的二氧化锆,并得到了二氧化锆夹杂物的晶格参数。此三种方法均未检测到含铝物相。拉曼光谱分析法、透射电子显微镜、微区X射线衍射法均能够定性分析电解萃取后夹杂物物相和成分,但是对于含量较低物相,三种方法无法准确表征。透射电子显微镜、微区X射线衍射法均能够表征夹杂物晶体结构、晶格参数。透射电子显微镜和扫描电镜只能逐一表征各个夹杂物。微区X射线衍射法和拉曼光谱分析法能够表征检测区域内所有夹杂物物相,是具有统计意义的夹杂物表征方法。因此,采用扫描电镜-能谱分析结合微区X射线衍射分析可以较为全面、准确表征夹杂物特征。

板材伸长率不合格与非金属夹杂物的相关性研究

以大量试样检测数据为基础,对板材伸长率不合格与非金属夹杂物之间的关系进行统计分析。结果表明:非金属夹杂物的种类、级别和分布与伸长率的降低有显著的相关性,冶炼生产中应将非金属夹杂物综合评级指数控制在5.0以下,对粗系硅酸盐夹杂应予以更多地控制,尽量避免夹杂物的集中分布,特别是粗系硅酸盐和粗系硫化物的集中分布。

钢中非金属夹杂物检验标准ASTME45-2018a与ISO4967-2013异同点解析

ASTME45和ISO4967是国际上最常使用的两个夹杂物检验标准,重点从标准适用范围、夹杂物分类及定义、取样及制样要求、检验方法、评级图片、评级原则等方面对比分析了两个标准现行版本的异同点,为标准使用者提供参考,能够更加准确、高效地完成非金属夹杂物的检验评定工作。

钢铁材料中非金属夹杂物对产品质量的影响与控制研究

钢铁制品的质量受到非金属夹杂物的影响。此研究旨在探讨非金属夹杂物对钢铁产品质量的影响,并提出相应的控制策略。首先,介绍了非金属夹杂物的定义和分类。其次,分析了夹杂物对钢铁产品性能的影响,并探讨了夹杂物的来源和形成机制。然后,对非金属夹杂物的控制策略进行了研究,包括原料和熔炼控制策略、凝固和处理控制策略、加工和制造控制策略以及检测和评估技术。最后,评估了策略的有效性并提出了优化和改进的建议。

LF精炼过程非金属夹杂物控制研究

钢中常见的非金属夹杂物以硫化物、氧化物等为主,主要在LF精炼工序处理去除。为了达到生产洁净钢的目的,针对硫化物、氧化物产生的原因和控制方法进行分析研究,并采取相应措施。转炉吹炼终点温度控制在1620~1635℃、终点C质量分数控制在0.08%~0.12%范围内。优化LF精炼各阶段的氩气流量,大大降低了精炼过程吸气程度,保证了夹杂物的去除;将LF炉静吹时间控制在10min即可满足净化钢液的目的;利用钙处理对夹杂物进行球化改性处理,通过保证软吹时间和氩气气量促进了夹杂物的上浮。

转炉-CAS-连铸工艺生产低碳铝镇静钢中非金属夹杂物的研究

采用添加示踪剂方法研究了转炉— CAS精炼—连铸工艺生产的低碳铝镇静钢中的非金属夹杂物 ,发现出钢或 CAS精炼过程钢包炉渣与钢液作用生成的夹杂物 ,其中尺寸在 30 μm以下的夹杂物很难从钢液中完全上浮排除。铸坯中主要的非金属夹杂物为来源于钢包炉渣与钢液作用生成的球形夹杂物、块状 Al2 O3夹杂物和簇群状 Al2 O3夹杂物。连铸坯 T[O]在 ( 1 4～ 1 7)× 1 0 - 6之间 ,非金属夹杂物含量在 2 .3mg/ 1 0 kg左右 ,表明该工艺可以生产较高洁净度的低碳铝镇静钢铸坯。

RH精炼过程钢中非金属夹杂物行为及演变规律

以RH精炼为研究对象,在不同时间节点取样,采用金相显微镜、SEM等手段研究了钢中夹杂物成分、数量、尺寸分布的变化规律,并对RH过程夹杂物的碰撞聚合、长大、去除行为进行了讨论.结果表明:RH精炼过程中夹杂物的去除明显,软吹结束后,几乎没有大于10μm的夹杂物.随精炼时间延长,夹杂物平均粒径变化不大,但单位面积夹杂物数量显著减少,而夹杂物面积比呈先增大后降低的趋势.弹簧钢中硅酸盐夹杂物具有一定的硫容量,可形成边缘为富硫相,内核为硅酸盐的双层夹杂物.由于RH内钢水的强烈混合,固态夹杂物极易被液态铝酸钙夹杂物捕获,形成镶嵌特征的复合夹杂物.

气瓶钢中非金属夹杂物研究

针对国内某钢厂EAF-LF-VD-CC工艺生产的气瓶钢,通过全流程系统取样、综合分析的方法,对LF处理前后、VD喂线处理后、中间包钢水和连铸坯中总氧(T[O])、显微夹杂及大型夹杂物的数量及变化情况进行了全面研究,分析了夹杂物产生的原因。结果表明:经过LF和VD精炼后钢液中显微夹杂物数量由16.7个/mm2减少到6.1个/mm2,VD喂线后夹杂物变性不完全,中间包过程钢液的二次氧化严重,铸坯中T[O]能稳定在(10±2)×10-6,铸坯中大型夹杂物为0.2 mg/kg。

IF钢生产过程非金属夹杂物的演变行为

在DS-LD-RH-CC工艺IF钢工业生产过程系统取样和全氧含量、氮含量、非金属夹杂物形貌和化学成分检测的基础上,结合热力学分析,研究了非金属夹杂物含量、形貌与成分的演变过程.结果表明,冶炼过程钢中全氧含量逐渐降低,但需控制钢包渣氧化性以进一步降低铸坯中全氧含量;在浇铸过程中发生明显的增氮现象,应进一步加强保护浇铸,控制浇铸过程钢水增氮;在RH精炼过程中,脱氧后主要生成团簇状单一Al2O3夹杂物,Ti合金化后生成球形Al-Ti-O和内外分层的Al-Ti-Ca-Mg-O复合夹杂物;在钢水凝固过程中,生成了内层为Ti-Al-Mn-O-S、外层为TiN和AlN的复合夹杂物.在铸坯中还存在由结晶器卷渣导致的含有K,Na成分的Ti-Al-Ca-Si-Mn-O大型复合夹杂物.

CSP连铸薄板坯中非金属夹杂物行为研究

通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪元素,采用金相观察、大样电解、电子探针及扫描电镜等多种方法对邯钢CSP流程低碳铝镇静钢中非金属夹杂物行为进行了调查研究,找出了夹杂物的来源、数量及分布的变化规律。研究表明CSP薄板坯的洁净度水平低于传统板坯,在相同的钢种和热轧板厚条件下,邯钢CSP热轧板卷生产的冷轧板缺陷率比传统工艺热轧板卷生产的冷轧板缺陷率高62%。对结晶器EMBr实际使用效果研究表明,无电磁制动时,结晶器液面波动为±7 mm,使用电磁制动时,结晶器液面波动为±4 mm,钢中w(TO)降低了40%,大型夹杂物减少了61%。应用CFX软件数学模拟了电磁制动及无电磁制动情况下的CSP结晶器流场。模拟结果表明,在邯钢现行工艺条件下,结晶器使用电磁制动后,结晶器弯月面钢水中心线速率降低了约3倍,湍动能降低了2倍左右。结晶器钢水流动减缓,结晶器钢水卷渣明显减轻,薄板坯洁净度明显改善。

0Cr18Ni9不锈钢中非金属夹杂物来源

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染.

转炉流程轴承钢连铸坯非金属夹杂物的行为

探讨了BOF-LF-VD-CC流程生产的轴承钢连铸坯非金属夹杂物的物性、分布、特点,并通过示踪剂追踪分析了轴承钢夹杂物的来源,为轴承钢夹杂物的去除,提高转炉流程轴承钢质量提供了依据.研究表明,该生产流程可以获得T[O]的平均值为9.3×10-4%;显微夹杂体积分数为0.031%;>50μm的大型夹杂为1.5 mg/10 kg的洁净度较高的轴承钢连铸坯.夹杂物主要为<5μm的显微夹杂,它的分布特点决定了连铸坯中夹杂物的分布特点,显微夹杂主要是多元素复合脱氧产物与中间包液面二次氧化产物吸附集聚形成的复合物,其次是结晶器液面对钢液的污染,钢包液面影响较小.

非金属夹杂物三维形貌及其包裹的非夹杂物颗粒物来源分析

钢中非金属夹杂物的分离提取过程,需要解决外来因素的干扰问题,准确判断是否来源于钢中,是夹杂物检测与表征方法的重点。分析了在实验室环境下,以U75V重轨钢为代表,采用酸溶法和非水溶液电解法分离提取出钢中非金属夹杂物,利用扫描电镜对夹杂物的基本形貌和成分进行了系统的分析研究。结果表明,利用电磁搅拌装置的酸溶法能有效得到耐酸类的夹杂物形貌和成分,其最佳溶液配比为盐酸（1＋1）;采用非水溶液电解法能够得到耐酸类和不耐酸类的微米和纳米尺度的非金属夹杂物,电解时间控制在8-10h。与此同时,U75V重轨钢的酸溶和电解法分析结果表明,夹杂物中存在大尺寸不规则状的颗粒物,经分析判断该类是外来的颗粒物,被定义为非夹杂物,主要来源于空气中、自来水、干燥箱和电解槽内等,其成分为MgO、CaO、SiO2和Al2O3,与钢中的氧化物夹杂物成分接近,从而对生产过程中控制夹杂物的措施易造成不准确的指导。因此,在分离提取钢中夹杂物的过程中,需要严格的保护操作,杜绝不利因素的干扰,准确得到钢中夹杂物的三维形貌、尺寸、化学成分等详细信息,能够为工艺改进或实验研究提供有效的支持。